中國電科院牽頭研制的新型環(huán)保絕緣氣體開關設備實現(xiàn)應用

5月27～28日，中國電力科學研究院有限公司牽頭研發(fā)的12千伏環(huán)保型全氟異丁腈（C4F7N）混合氣體絕緣環(huán)網柜在安徽完成產品交接試驗，并成功帶電運行。該類型環(huán)保電氣設備實現(xiàn)從技術研究到工程應用階段的轉變，進一步提升了國家電網有限公司輸變電設備的環(huán)保水平。

電氣裝備環(huán)保化升級是近幾年電力科技攻關的一個重要方向。六氟化硫（SF6）氣體具有良好的絕緣性和滅弧性能，被廣泛應用于斷路器、氣體絕緣金屬封閉開關設備和氣體絕緣金屬封閉輸電線路等輸變電設備中，但六氟化硫的全球變暖潛勢值（GWP）是目前已知氣體中最高的，具有很強的溫室效應，尋找六氟化硫的環(huán)保替代氣體并研發(fā)環(huán)保型電力裝備，成為電網發(fā)展的迫切需求。

全氟異丁腈是一種新型環(huán)保絕緣氣體，其絕緣性能是六氟化硫的兩倍，全球變暖潛勢值不到六氟化硫的十分之一。研究表明，全氟異丁腈可與二氧化碳、氮氣等氣體混合，替代六氟化硫作為電氣設備的絕緣介質。

自2017年開始，中國電科院依托多項國家重點研發(fā)計劃及公司科技項目，聯(lián)合多家單位組建了環(huán)保氣體絕緣電氣設備研發(fā)團隊，開展新型環(huán)保絕緣氣體全氟異丁腈的研發(fā)，并研究其在電氣設備中的應用。

研究團隊從最根本的氣體分子結構出發(fā)，篩選具備最*協(xié)同效應的氣體方案，對環(huán)保絕緣氣體的理化特性開展仿真模擬，探索環(huán)保絕緣氣體分子的構建原理，建立分子微觀結構與宏觀性能的多維度構效關系模型，創(chuàng)造性提出了環(huán)保絕緣氣體的分子設計方法，通過對實驗室合成路線的優(yōu)化，設計了具有自主知識產權的全氟異丁腈氣體批量化制備工藝，并成功實現(xiàn)了落地生產。該工藝打破國外公司技術壟斷，填補了國內空白，可批量制備出全氟異丁腈。

圍繞特高壓輸電管道、環(huán)網柜等電氣設備的技術要求，研究團隊開展了全氟異丁腈混合氣體理論特性研究、試驗性能摸底和產品裝置研發(fā)，深入研究評估了全氟異丁腈混合氣體的配置方案、物性參數(shù)、絕緣特性、氣固相容性等應用關鍵技術，研發(fā)的全氟異丁腈混合氣體的配氣與充裝、混合比檢測、泄漏及回收等裝置，解決了現(xiàn)場運行開關設備的氣體灌充和檢測等難題，進一步推動了新型環(huán)保絕緣氣體的應用。

4月19日，研發(fā)團隊研制的12千伏環(huán)保型全氟異丁腈混合氣體絕緣環(huán)網柜通過權威機構的全套型式試驗。該環(huán)網柜研制成功后，中國電科院和國網安徽省電力有限公司密切配合，落實示范應用點和方案，多次組織項目人員和專家組現(xiàn)場考查，落實安裝環(huán)境條件、關鍵節(jié)點和運維方案等環(huán)節(jié)，為掛網實施提供保障。目前，3臺12千伏環(huán)保型全氟異丁腈混合氣體絕緣環(huán)網柜已在宣城、滁州供電公司落地運行，運行狀態(tài)良好。

本次無六氟化硫氣體的12千伏環(huán)保型全氟異丁腈環(huán)網柜的示范落地，將有助于環(huán)保氣體在電氣設備中的推廣應用，推動電氣設備環(huán)境友好性升級，具有顯著的環(huán)保效益。下一步，中國電科院將持續(xù)推進綠色環(huán)保電力裝備技術研發(fā)應用，為公司服務碳達峰、碳中和目標提供技術支撐。